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評価用ボード

Part Numbers with "Z" indicate RoHS Compliance. Boards checked are needed to evaluate this circuit

  • EVAL-CN0263-EB1Z () Robust Video Receiver with Input Short-to-Battery Protection
在庫確認と購入

機能と利点

  • 堅牢なコンポジット・ビデオ・レシーバ
  • 高CMR
  • 入力バッテリ短絡保護

使用されている製品

回路機能とその特長

図1に示す回路は、苛酷な環境でCBVSビデオ信号を受信するための過電圧(バッテリ短絡[STB])保護を内蔵した非常に堅牢なソリューションです。低コスト、低消費電力、ユニポーラ、差動レシーバADA4830-1を使用して、完全差動または疑似差動(グラウンドを基準にしたシングルエンド)ビデオ信号を、ADV7180によってデジタル化する前にシングルエンド信号に変換します。

 

 

入力ビデオ信号源と受信回路の間のグラウンド電位の差によって生じるコモン・モード・ノイズおよび位相ノイズを除去するのにADA4830-1を使用します。さらに重要なことに、ADA4830-1とADV7180の組み合わせは、苛酷な車載環境で動作する非常に堅牢な入力を提供します。この組み合わせは、バッテリ短絡に対する保護と検出機能を備えており、自動車メーカーの厳しい要件を満たします。

 

ADA4830-1とADV7180を使ったこの堅牢なレシーバ回路は、ADV7180のような低電圧集積回路を外界から絶縁/分離し、信号のコンディショニングと保護にアンプ回路を使用する従来の実績あるアーキテクチャを採用しています。

 

ADA4830-1 (シングル) はモノリシックの高速ディファレンス・アンプで、最大18 Vまでの入力過電圧(バッテリ短絡)保護機能、広い入力コモン・モード電圧範囲、優れたESD耐性を備えています。ADA4830-1は、車載インフォテインメントやビジョン・システムのような過酷でノイズの多い環境下で、差動または疑似差動のCVBSやその他の高速ビデオ信号用のレシーバとして使用することを目的としています。 ADA4830-1 は高速性と高精度を兼ね備えており、CVBSビデオ信号の高精度な再生を可能にするだけでなく、望ましくないコモン・モード誤差電圧を除去します。

 

STBの保護/検出、堅牢なESD耐性、および広い入力コモン・モード電圧範囲の組み合わせにより、ADA4830-1を、リアビュー・カメラや後部座席のエンターテイメントなどのシステムの車載アナログ・ビデオ・レシーバとして使用することができます。

 

ADV7180とADA4830-1は完全車載用に認定されているので、両製品とも車載アプリケーションのインフォテインメントや視覚ベースの安全システムに最適です。ADV7180とADA4830-1は小型LFCSP パッケージで供給され、省スペースが不可欠なアプリケーションに最適です。

 



図1. ADA4830-1とADV7180を使った堅牢な差動ビデオ・レシーバ
(全ての接続およびデカップリングは示されていません)

回路説明

ADA4830-1はモノリシック高速ディファレンス・アンプで、車載アプリケーション向けに特に設計されています。設計は従来の4個の抵抗を使ったディファレンス・アンプをベースにしていますが、最適化して弱点を除去し、標準的なアンプ・アプリケーション回路の利点をさらに強化しています。

 

 

ADA4830-1 に搭載されているバッテリ短絡保護機能は、高速スイッチング回路を採用しており、入力の過電圧状態が検出されると内部電圧ノードを安全なレベルにクランプして保持します。この保護機能により、大きくて高価な直列コンデンサを使わなくても、リアビュー・カメラなどの遠隔のビデオ信号源にADA4830-1 の入力を直接接続することができます。

 

ADV7180のような多くのビデオ・デコーダは非常に低電圧のプロセスで製造されるので入力電圧範囲が制限されます。ADA4830-1 の信号ゲインは0.5 V/Vで、これは、ビデオ信号をビデオ・デコーダの許容入力範囲内、標準では1Vp-pまたはそれ以下、に保持するように設計されています。


入力コモン・モード電圧範囲

4個の抵抗を使うゲインが0.5 V/Vの標準的なディファレンス・アンプは、入力コモン・モード(CM)電圧範囲がコア・アンプのCM電圧範囲の3倍です。ADA4830-1の入力コモン・モード電圧範囲は(5V電源の場合)グラウンドを中心にして±8.5 Vを超えて拡張されています。このようにコモン・モード電圧範囲が非常に広いので、非常に大きなコモン・モード・オフセットとコモン・モード・ノイズが存在しても、ADA4830-1とADV7180は画像品質に悪影響を与えることなく動作します。

 

 

ワイヤ診断

図1に示すADA4830-1/ADV7180の組み合わせは、ADA4830-1のSTB出力をADV7180のGPIOポートの1つに接続することにより、バッテリ短絡ワイヤの診断が可能です。バッテリ短絡が生じている間、STB出力はロジック・ロー信号になります。ADV7180はこのロー信号を読み取って、システムのマイクロコントローラが読み取ることができる割り込みを発生します。バッテリ短絡の出力フラグ(STBピン)は、バッテリ短絡保護から機能的に独立しています。その目的はどちらかの入力の過電圧状態の表示です。保護は受動的に与えられるので常に有効です。フラグは単にフォルト状態の有無を表示するだけです。

 

 

入力ESD保護


ADA4830-1の入力保護アーキテクチャには、双方向非対称ブロッキング電圧の新技術が使われています。これはバッテリ短絡状態に対して耐性があり、8 kV HBMを超えるレベルのESDに対する堅牢性を備えています。15 kVまでのESD保護を追加するには、外付けの過渡電圧サプレッサを推奨します。

 

 

コモン・モード・ノイズ除去

ADA4830-1の内蔵抵抗は本来良くマッチングしているので、広い周波数範囲でコモン・モード除去(CMR)性能が改善されます。ADA4830-1の周波数に対するCMRを図2に示します。これは低周波数では標準65 dBなので、高いレベルのコモン・モード・ノイズが存在してもビデオ信号を復元することができます。


図2. 各種入力コモン・モード電圧での周波数対CMR


DCオフセットであろうがAC信号であろうが、コモン・モード誤差により画像品質が低下します。図3と図4は、白い背景に1本の大きな黒のストライプを表示しています。図3は、500 kHz、1 V p-pのコモン・モード・ノイズ信号のビデオ画像品質に対する影響を示しています。図4は、ADA4830-1入力段を追加してコモン・モード・ノイズを除去した、改善後のビデオ画像の品質を示しています。


図3. 1 V p-p、500 kHzのコモン・モード・ノイズを挿入し、
ADA4830-1をバイパスさせた黒いストライプのビデオ表示画面



図4. ADA4830-1によって1 V p-p、500 kHzのコモン・モード・ノイズを除去した、
黒いストライプのビデオ表示画面

ADV7180 は世界標準のNSTC、 PAL、SECAM に適合した標準アナログ・ベースバンドTV信号を自動的に検出し、8ビットITU-R.656インターフェース標準に適合した4:2:2コンポーネント・ビデオ・データに変換します。高精度の10ビットA/D変換機能は、民生用アプリケーションに対応した業務用品質のビデオ性能を提供し、真の8ビット・データ分解能を実現します。3チャンネルのアナログ・ビデオ入力は、標準のコンポジット信号、Sビデオ信号、またはコンポーネント・ビデオ信号を取り込めるため、さまざまな民生用ビデオ信号源に対応することができます。自動ゲイン制御 (AGC)回路とクランプ再生回路が内蔵されているため、最大 1.0 Vの振幅をもつビデオ信号の入力が可能です。

 



PCBレイアウトに関する検討事項

高精度が求められる回路では、ボード上の電源とグラウンド・リターンのレイアウトを慎重に行うことが重要です。PCBはデジタル部分とアナログ部分をできる限り分離します。このPCB は面積の大きなグラウンド・プレーン層とパワー・プレーンを4層に積み重ねて構成されています。レイアウトとグラウンディングの詳細についてはチュートリアルMT-031を、デカップリング技術に関する情報についてはチュートリアル MT-101を参照してください。

 

ADV7180 の電源は10 µF と0.1 µF のコンデンサを使ってデカップリングする必要があります。また、ADA4830-1は 0.1 µF と22 µFのコンデンサを使ってデカップリングし、ノイズを適切に抑えてリップルを減らします。これらのコンデンサはできるだけデバイスの近くに配置し、0.1 µFのコンデンサは低ESR 値のものを使用します。全ての高周波デカップリングにセラミック・コンデンサを使用することを推奨します。

 

電源ラインはできるだけ太いトレース幅にして低インピーダンス経路にし、電源ライン上のグリッチによる影響を軽減させます。クロックや他の高速スイッチング・デジタル信号は、デジタル・グラウンドでボード上の他の部品からシールドする必要があります。

 

この回路ノートのための完全な設計支援パッケージ(ボード・レイアウト、完全な回路図、部品表など)はhttp://www.analog.com/CN0263-DesignSupportで入手できます。

バリエーション回路

複数のチャンネルが必要な場合は、ADA4830-1 の2チャンネル・バージョンであるADA4830-2も使用できます。.

回路の評価とテスト

この回路はEVAL-CN0263-EB1Z 回路ボードを使用します。この回路ボードは、この回路ノートに記載されているように、評価対象回路を搭載しています。このボードはビデオ・エンコーダADV7391も搭載しているので、入力ビデオ信号の再生が可能です。出力回路については、CN-0264 回路ノートを参照してください。EVAL-CN0263-EB1Zボードに対するソフトウェアの設定やロードを行うためには、Cypress のUSBマイクロコントローラが使用されます。 


必要な装置

以下の装置が必要です。

 

  • USBポート付きPCおよびWindows® XP、Windows Vista®(32ビット)またはWindows® 7(32ビット)
  • Astrodesign のプログラマブル・ビデオ信号発生器VG-828
  • 信号およびコモン・モード誤差電圧のビデオ信号源。この回路ノートに記載されているテストでは、差動アンプ AD8137 を使用して、VG-828からのシングルエンド・ビデオ信号を差動ビデオ信号に変換し、500 kHz、1 V p-pのコモン・モード信号をAD8137のVOCM入力に加えました。この結果得られた、コモン・モード電圧が追加された差動信号が、評価ボードの入力に与えられました。
  • Hewlett-Packardの3314A ファンクション・ジェネレータ
  • Agilent のE3631A 電源
  • EVAL-CN0263-EB1Zボード
  • CN-0263 評価用ソフトウェア
  • 電源:7.5 V または 7.5 V のACアダプタ
  • EVAL-CN0263-EB1Z ボードのアナログ・ビデオ出力を監視するためのビデオ・ディスプレイ



評価開始にあたって

CN-0263評価用ソフトウェアCDをPCにセットして評価用ソフトウェアをロードします。マイコンピュータを使って評価用ソフトウェアのCDが置かれたドライブを探し、Readmeファイルを開きます。Readmeファイルに含まれているインストール手順および評価用ソフトウェアの使用方法に関する指示に従います。

 

 

 

機能ブロック図

回路ブロック図についてはこの回路ノートの図1 を、回路図についてはEVAL-CN0263-EB1Z-SCH.pdf ファイルをご覧ください。このファイルはCN0263 Design Support Packageに含まれています。

 

 

 

セットアップ

電源をオフにして、7.5 V電源をボードの+7.5 VピンとGNDピンに接続します。7.5 VのACアダプタがある場合は、ボード上のACアダプタ用ジャックに接続して、7.5 V電源の代わりに使用することができます。PCのUSBポートにUSBケーブルを接続します。このとき、USBケーブルをボードのミニ USBコネクタに接続しないでください。

 

 

 

テスト

EVAL-CN0263-EB1Z 回路ボードに接続された7.5 V 電源(またはACアダプタ)をオンにします。評価用ソフトウェアを起動し、PCからのUSBケーブルをPCBのミニUSBコネクタに接続します。

 

 

評価用ソフトウェアをデータ・キャプチャに使用する方法の詳細については、CN-0263 評価用ソフトウェアのReadmeファイルに記載されています。

製品サンプル

製品

概要

サンプル提供可能な
製品型番

ADV7180 SDTVビデオ・デコーダ:10ビット、4倍オーバーサンプリング

ADV7180BCP32Z

ADV7180BCPZ

ADV7180BST48Z

ADV7180BSTZ

ADV7180KCP32Z

ADV7180KST48Z

ADV7180WBCP32Z

ADV7180WBCPZ

ADV7180WBST48Z

ADV7180WBSTZ

ADA4830-1 ディファレンス・アンプ、高速、入力端子のバッテリ接続からの保護機能

ADA4830-1BCPZ-R7

PCサイトでは製品の購入が可能です。
評価用ボード 表示されている価格は、1個あたりの価格です。
analog.comサイトから購入できるボードは、最大で2枚までとなります。3枚以上の購入をご希望の場合は、正規販売代理店からご購入ください。
価格は1個当たりの米ドルで、米国内における販売価格(FOB)で表示されておりますので、予算のためにのみご使用いただけます。 また、その価格は変更されることがあります。米国以外のお客様への価格は、輸送費、各国の税金、手数料、為替レートにより決定されます。価格・納期等の詳細情報については、弊社正規販売代理店または担当営業にお問い合わせください。なお、 評価用ボードおよび評価用キットの表示価格は1個構成としての価格です。